19版高考物理一轮复习第八章恒定电流第4讲实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线学案

合集下载

2019届高考物理一轮复习第八单元恒定电流8_4实验：描

(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(填“M”或 “N”)，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)．
(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图．
(3)开关 S 闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________ 端(选填“A”“B”或“AB 正中间”)．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为 0，则电路故障为________．
(2017·浙江模拟)某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线．
(1)甲同学要描绘一个标有“3.6 V，1.2 W”的小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：
电压表 V(量程 5 V，内阻约为 5 kΩ ) 直流电源 E(电动势 4.5 V，内阻不计) 电流表 A1(量程 350 mA，内阻约为 1 Ω )
8．4 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
知识清单
一、实验目的掌握滑动变阻器的连接方式．描绘小灯泡的伏安特性曲线，分析曲线的变化规律．
二、实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，在 I－U 坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．
三、实验器材小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线、坐标纸．
3．应用图像 (1)在伏安特性曲线上找到符合电路的实际电压和电流，可计算电阻或功率． (2)当把被测的小灯泡与电源连接时，要综合应用小灯泡和电源的两个U-I图像，利用两个图像的交点求解．
(2017·合肥模拟)为了描绘小灯泡的伏特性曲线，某同学设计了如图 1 的实验电路，已知小灯泡的规格为“12 V，5 W”．
(2)若I-U图像中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线________(填“Ⅰ”或 “Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线．

高考物理一轮复习第八章恒定电流第4讲实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线课件08062157

在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题： (1)根据以上器材，用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接成完整电路。答案 (1)见解析图
A (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 ________( 填“A”或“B”)端。
(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在如图乙所示的坐标纸上画出小灯泡的 U－I 图线。
答案
(3)见解析图
(4) 根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为
大于填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值 Rx2________( 小于 Rx1______( 填
“大于”“等于”或“小于”)真实值。
解析
因为 Rx≈200 Ω，而 RV≈2 kΩ，RA≈10 Ω，有 Rx> RARV，所
以选用电流表内接法误差较小，即 Rx1 更接近于真实值。根据“大内小外” 可知 Rx1 大于真实值，Rx2 小于真实值。
5．保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值时，记录 I 后马上断开开关。 6．误差较大的点要舍去，U－I 图象应是平滑曲线而非折线。
微知识 6 误差分析 1．由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差。 2．测量时读数带来误差。 3．在坐标纸上描点、作图带来误差。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．灯泡的电阻较小，用伏安法测电阻时应采用电流表外接法。(√ ) 2．为了多测几组数据，滑动变阻器应用分压式接法。(√ ) 3．用电流表外接法测电阻时，由于电压表的分流作用，致使电阻测量值偏大。(×)
2．测出小灯泡在不同电压下的电流移动滑动变阻器触头位置，测出 12 组左右不同的电压值 U 和电流值 I，并将测量数据填入表格。 3．画出伏安特性曲线 (1)在坐标纸上以 I 为纵轴，以 U 为横轴，建立坐标系。 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点。(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)

实验小灯泡的伏安特性曲线的描绘教案

1. 知识与技能：（1）了解小灯泡的伏安特性曲线及其应用。

（2）学会使用电压表、电流表进行测量。

（3）能够根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。

2. 过程与方法：（1）通过实验观察小灯泡在不同电压下的亮度变化。

（2）利用伏安法测定小灯泡的电阻。

（3）根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。

3. 情感态度价值观：培养学生的实验操作能力，提高对物理实验的兴趣。

二、教学重点与难点：1. 教学重点：（1）小灯泡的伏安特性曲线及其应用。

（2）伏安法测定小灯泡的电阻。

（3）根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。

2. 教学难点：（1）伏安法测定小灯泡的电阻。

（2）根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。

三、教学准备：1. 实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、导线等。

2. 教学工具：多媒体课件、黑板、粉笔等。

1. 导入新课：通过提问方式引导学生回顾欧姆定律的内容，为新课的学习做好铺垫。

2. 知识讲解：（1）介绍小灯泡的伏安特性曲线及其应用。

（2）讲解伏安法测定小灯泡电阻的原理。

（3）阐述如何根据实验数据绘制小灯泡的伏安特性曲线。

3. 实验操作：（1）学生分组进行实验，测量不同电压下小灯泡的亮度。

（2）记录实验数据，包括电压、电流、亮度等。

（3）利用伏安法测定小灯泡的电阻。

4. 数据分析：（1）学生根据实验数据计算小灯泡的电阻。

（2）引导学生分析小灯泡伏安特性曲线的关系。

5. 课堂小结：总结本节课所学内容，强调小灯泡伏安特性曲线的重要性。

五、课后作业：1. 根据实验数据，绘制小灯泡的伏安特性曲线。

2. 思考题：讨论小灯泡伏安特性曲线在实际应用中的意义。

3. 预习下一节课内容：小灯泡的亮度与功率的关系。

六、教学目标：1. 知识与技能：（1）理解小灯泡亮度与功率的关系。

（2）学会计算小灯泡的实际功率。

（3）能够分析小灯泡伏安特性曲线与亮度的关系。

2. 过程与方法：（1）通过实验观察小灯泡亮度与功率的关系。

（2）利用公式计算小灯泡的实际功率。

描绘小灯泡的伏安特性曲线

知识目标实验描绘小灯泡的伏安特性曲线 6.用描点法在坐标纸上标出各组U、I值的对应点位置。

7.用平滑曲线将各点依次连接起来。

8.分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。

一、实验目的：通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律二、实验原理：金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。

对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。

它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯丝的电阻是非线性的。

本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值变化，从而了解它的导电特性。

三、实验器材小灯泡、电压表、电流表、4V〜6V学生电源、滑动变阻器、导线若干、电健等四、实验电路图；1、线路原理图因为小电珠(即小灯泡)的电阻较小( 10Q左右)所以测量电路应该选用安培表外接法。

因为作图需要多个点，所以控制电路选用滑动变阻器分压式接法。

2、实物接线图(1)先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路(滑动变阻接下面两个接线柱)(2)将小灯泡、电流表串联好，再接到滑动变阻器的两个接线柱上(一上一下)(3)最后将伏特表并接在小灯泡的两端。

(4)注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小灯泡短路的位置。

(5)注意安培表、伏特表的量程和正负接线柱(若选用的是标有“ 3.8V 0.3A ”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用再改用0-15V量程。

五、实验步骤：1.按图连接好电路。

2.检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合电键，读出一组3.再调节滑线变阻器的滑片到不同位置，读出十二组不同的4.断开电键，整理好器材。

5.在坐标纸上以I为横轴，以U为纵轴、并选取适当的单位。

A记录表格:次数n123456789101112电压U电流I1六、实验注意事项.对“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，应明确以下几点：1.由欧姆定律可知，对一纯电阻用电器，有l=U/R.因此，当R为定值时，1 —U图线应为一过原点的直线.但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额定电压过程中，灯丝温度由室温升高到近2000 C ,因此灯丝电阻率有明显增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线2.实验用的小灯泡通常为“3.8V 0.3A”一类小电珠，其在白炽状态下电阻很小，在室温下电阻更小，因此为减小实验误差，测量电路应采用电流表外接法0-3V 量程，当电压调到接近3V时,U、丨值，记录于表格。

2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小电

(3)如图甲是此实验的器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在上问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
(4)开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于左___端_。 (选填“左端”“右端”或“正中间”)
4．考查实物连线和实验操作 (1)根据第(2)题选择的电路图，先连接干路元件，再连接支路元件，注意“＋”“－”接线柱顺序。 (2)为了保护小灯泡不被烧坏，应使得小灯泡两端的电压为零，所以滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接________(填“M”或 “N”)，滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)。
(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图。
(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________端 (选填“A”“B”或“AB正中间”)。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为______________。
学习小组认为要想准确地描绘出小灯泡L完整的伏安特性曲线，需要重新改装电流表并设计电路。 (1)电流表应该选________，标准电阻应该选________。 (2)在虚线框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
解析：绘制小灯泡的伏安特性曲线，需要测量小灯泡的电压和电流，电压表量程3 V可以满足实验要求，电流表量程过小，需要并联小电阻以扩大量程。根据并联分流规律可知，电流表G1 与标准电阻R2并联，可将量程扩大到0.6 A，满足实验需要。由于电流表和电压表内阻均已知，采用电流表内接或外接均可。答案：(1)G1 R2 (2)如图所示
(1)实验中电流表应选用___B___，滑动变阻器应选用___F___。(均填写

实验报告：描绘小灯泡的伏安特性曲线

一、描绘小灯泡的伏安特性曲线实验报告：姓名：班级：______________【实验目的】1.掌握用伏安法测电阻的电路设计（关键是内外接法）。

2.理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的直线。

【实验原理】1、由于小灯泡灯丝的电阻率随着温度的升高而增大，其电阻也随着温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线。

2、实验中选用“3.8 V，0.3 A”的小灯泡，故电流表的量程选用0.6 A，电压表的量程选用15V。

由于这种规格的小灯泡的电阻很小，当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，为了减小实验误差，应采用电流表“外接法”。

本实验中，为了使小灯泡两端的电压从零开始连续变化，滑动变阻器应采用“分压接法”。

【实验器材】小灯泡(3.8 V，0.3 A)、电压表(0～3，0～15V)、电流表(0～0.6 0～3 A)、滑动变阻器(20Ω)、学生低压直流电源(或电池组)、电键、导线若干、坐标纸、铅笔。

【实验步骤】1、根据实验要求，设计实验的电路图如图所示。

2、根据电路图连接实验电路．用导线将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、电键连接成实验所需的电路．滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，电流表的量程用0.6 A，电压表的量程先用0～3 V，电压超过3V时，采用15 V的量程。

3、测出小灯泡在不同电压下的电流值。

闭合电键S前，滑动变阻器的滑片P应位于最左端，这样闭合电键后，小灯泡两端的电压可以从零开始连续变化，同时这样做也起到了保护用电器的作用，防止灯泡两端的电压过大而烧坏小灯泡及电表。

闭合电键S后，使滑动变阻器的滑片户由左向右移动，在0～3.8 V范围内读取并记录12组不同的电压值U和电流值I，并将测量结果填人实验记录表中。

由于U一I图线在0.3V左右发生弯曲，故0.3V左右测绘点要密，否则将会出现较大的误差。

4、在坐标纸上画出伏安特性曲线在坐标纸上，以U为横轴，以I为纵轴，建立平面直角坐标系，根据实验测得的数据，描出各组数据所对应的点，将描出的各点用平滑的曲线连接起来，就得到了小灯泡的伏安特性曲线。

2019版高考物理一轮复习：第八章恒定电流微专题62 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线

62 实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线[方法点拨] (1)本实验要求电压必须从0开始变化，所以滑动变阻器要用分压式接法．(2)仪器选择要首先保证安全，其次是保证精确，再次是操作简便，若选不到理想的仪器，其中几个相比较，选较好的．1．(2017·北京海淀区模拟)某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8 V．要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0～3.8 V范围内完整的伏安特性曲线．(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图1所示的两种实验方案中，应选择____图所示电路进行实验．(选填“甲”或“乙”)图1(2)若实验中只提供了量程为3 V，内阻为3 000 Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4 V的电压表V2，则应将电压表V1________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为________ Ω的定值电阻，才能实现改装的要求．(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，根据这个曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图所示的关系图象，其中可能正确的是______．(选填选项下面的字母序号)图2(4)某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0 V、内阻为5.0 Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡的实际功率约为______W．(保留2位有效数字)2．(2018·四川成都模拟)某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的器材如下：待测小灯泡(2.5 V,1.25 W)电源(电动势3 V，内阻不计)电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω；0～3 A，内阻约0.025 Ω)电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ；0～15 V，内阻约15 kΩ)单刀单掷开关及导线若干(1)为了减小误差，在本实验中电流表应选用0～____ A量程；电压表应选用0～________ V 量程．(2)如图3是本实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，为了满足实验要求并尽可能减小误差，请补充完成实物图间的连线．图33．(2017·安徽省十校联考)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图4所示的实验电路，已知小灯泡的规格为“12 V,5 W”．图4(1)闭合开关前，应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到________(填“a”或“b”)端．根据连接好的实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出的I－U图线如图5甲中实线所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)．若某次电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为________W(保留两位有效数字)．图5(2)若I－U图象中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线．4．某物理学习小组拟用下列器材研究小灯泡L两端的电压与通过它的电流的关系曲线．A．小灯泡L(4.0 V,0.7 A)B．电流表A(0～0.6 A，内阻为0.2 Ω)C．电压表V(0～3 V，内阻为9 kΩ)D．标准电阻R1＝1 ΩE．标准电阻R2＝3 kΩF．滑动变阻器R(0～10 Ω)G．学生电源(电动势E＝6 V，内阻不计)H．开关一个，导线若干(1)为了准确描绘出小灯泡L较完整的U－I曲线，请在图6甲虚线框内画出实验电路图．图6(2)该学习小组同学正确进行实验操作，并处理实验数据后，描点作图得到了如图乙所示的小灯泡L 的U －I 图线．某次实验中得到的电压表示数如图丙所示，电压表示数为________V ，此时小灯泡的电阻约为________ Ω(保留两位有效数字)．由小灯泡L 的U －I 图线可知小灯泡L 的电阻随电流I 的增大而________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)若将此小灯泡L 与定值电阻R 0＝4 Ω串联后接在电动势为4.0 V 、内阻为1.0 Ω的蓄电池组两端，则小灯泡的实际功率约为________W(保留两位有效数字)．答案精析1．(1)甲 (2)串联 1 000 (3)AB (4)0.36～0.42解析 (1)由于小灯泡两端的电压需要从0开始测量，故滑动变阻器需要采用分压式接法，则题图甲电路是正确的；(2)原电压表的量程为3 V ，改装后的电压表的量程为4 V ，故1 V的电压差需要用一个电阻串联分压获得，该电阻的阻值为1 000 Ω；(3)根据P ＝U 2R 可知，U 2＝RP ，即在U 2－P 图象中，斜率为R ，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U 2－P 图象的斜率也是增大的，故选项A 正确，C 错误；根据P ＝I 2R 可知，I 2＝1R·P ，即在I 2－P 图象中，其斜率为1R，当电阻增大时，其倒数减小，故I 2－P 图象的斜率在变小，故选项B 正确，D 错误；(4)在同一坐标系中，作出电源的I －U 图线，其与灯泡的伏安特性曲线的交点即为灯泡两端的电压和电流，故小灯泡的实际电功率为P ＝2.0×0.19 W＝0.38 W.2．(1)0.6 3 (2)如图所示解析 (1)根据小灯泡规格“2.5 V,1.25 W”可知，小灯泡的额定电压U ＝2.5 V ，额定电流I ＝P U＝1.252.5A ＝0.5 A ，因此电流表应选“0～0.6 A”量程，电压表应选“0～3 V”量程；(2)因为实验要求小灯泡两端电压及通过小灯泡的电流从0开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法；小灯泡阻值较小，电流表应采用外接法，如图所示．3．(1)a 增大 2.4 (2)Ⅱ解析 (1)开始时应使测量电路两端的电压为零，故开关闭合前应将滑动变阻器滑片移到a 端；由题图甲可知图象的斜率越来越小，则说明电阻越来越大，小灯泡的电阻随温度的升高而增大；由电流表示数可知，电流大小为0.40 A ，则由题图I －U 图象可知，电压为6.0 V ，故灯泡功率P ＝UI ＝6×0.4 W＝2.4 W ；(2)由于电流表采用外接法，电压表分流使电流表示数偏大，而电压表示数是准确的，故Ⅱ为真实的图象．4．(1)见解析图(2)2.70 5.3(5.2也可) 增大 (3)0.79(0.75～0.83均可)解析 (1)要准确描绘小灯泡的U －I 曲线，小灯泡两端电压要从0开始调节，所以滑动变阻器采用分压接法；又因小灯泡的额定电压为4.0 V ，额定电流为0.7 A ，而电压表量程为3.0 V ，电流表量程为0.6 A ，所以要描绘完整曲线，必须把电压表、电流表的量程扩大，由串并联规律知，可将电压表与标准电阻R 2＝3 k Ω串联改装为量程为4 V 的电压表，将电流表与标准电阻R 1＝1 Ω并联改装成量程为0.72 A 的电流表；因改装后的电压表内阻远大于小灯泡电阻，所以电流表采用外接法，实验电路如图a.(2)由题图丙电压表指针位置可知此时电压表示数为2.70 V ，则改装电压表两端的电压，即小灯泡两端的电压为U ＝3.60 V ，由题图乙知此时通过小灯泡的电流约为0.68 A ，由R ＝U I 得此时小灯泡L 的电阻约为5.3 Ω.(3)令小灯泡两端电压为U ，通过的电流为I ，由闭合电路欧姆定律知E 0＝U ＋I (R 0＋r 0)，即U ＝4－5I ，在题图乙坐标系中作图线，如图b 所示，此时两条图线的交点坐标为(0.45 A,1.75 V)，所以小灯泡此时的实际功率为P ＝1.75×0.45 W≈0.79 W.。

2019年高考物理一轮复习第八章恒定电流实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线学案

实验九描绘小灯泡的伏安特性曲线板块一主干梳理·夯实基础实验原理与操作◆实验目的1.描绘小灯泡的伏安特性曲线。

2.分析伏安特性曲线的变化规律。

◆实验原理1.用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。

2.电流表外接：因为小灯泡的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用分压式，使电压能从零开始连续变化。

◆实验器材小灯泡(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0～3 V～15 V)与电流表(0～0.6 A～3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。

◆实验步骤1．确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按如图所示的原理图连接好实验电路。

2.把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后，闭合开关S。

3.移动滑动变阻器滑片位置，测出多组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S。

4.拆除电路，整理仪器。

数据处理与分析◆数据处理(画出伏安特性曲线)1.在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系。

2.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。

(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3.将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。

◆实验器材选取1.原则：①安全；②精确；③操作方便。

2.具体要求(1)电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流。

干电池中电流一般不允许超过0.6 A。

(2)该用电器的实际最大电流不能大于用电器的额定电流。

(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。

(4)滑动变阻器，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。

◆误差分析1.由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差。

《测绘小灯泡的伏安特性曲线》教学设计

《测绘小灯泡的伏安特性曲线》教学设计一、知识与技能：1、能根据实验所备的器材选择电流表“内接法”，还是“外接法”2、能准确选择滑动变阻器是“分压接法”，还是“限流接法”．二、教学重点和难点：1、电流表接法的判断2、滑动变阻器接法的判断三、情感、态度与价值观：学生能在实验操作之前了解实验的原理以及实验步骤，准确选择实验的器材以及电路四、教学思路设计：1、复习引入通过本实验，我们需要描绘出小灯泡的伏安特性曲线。

在第三节欧姆定律的学习中，我们已经知道，要描绘导体的伏安特性曲线，其实就是要根据导体两端的电压和流过的电流做出导体的I-U图像。

那么在本实验中，我们只需要将电阻换成小灯泡，就能够根据小灯泡两端的电压和通过的电流从而描绘出小灯泡的伏安特性曲线。

2、新课教学（一）电流表接法的选择师：如果要测量这个小灯泡的电压和电压，分别用什么仪器测量？生：用电压表测小灯泡的电压和电流表测小灯泡的电流。

师：很好，我们能够分别通过电压表和电流表分别测量出小灯泡的电流和电压。

不过，根据之前的学习我们知道，电流表在电路中存有着两种接法，那么在实验中我们应该选择哪种接法呢？生：思考师：其实我们已经知道，如果小灯泡X R 、电流表A R 与电压表V R 已知，我们能够根据A X R R 与XV R R 的大小实行比较。

那么如果小灯泡的阻值未知，我们又该如何实行选择呢？师：我们一起来看一下《导与练》第九页的例题1对例题1实行讲解，提出估算法和试触法这两种方法（二）滑动变阻器接法的选择师：除了电压表和电流表，在实验中我们还需要其他的实验器材吗？同学们，我们在绘制伏安特性曲线的时候，是不是需要电压改变？那么在电路中，什么器材能够起到改变电压的作用呢？同：滑动变阻器师：很好，那么我们又该如何选择滑动变阻器的接法呢？是用限流接法还是分压接法呢？下面就让我们来看一下这两种接法的特点。

（1）滑动变阻器的限流接法电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围：U ≥U 用≥UR 用R 0＋R 用；电流调节范围：U R 用≥I 用≥U R 0＋R 用.即电压和电流不能调至零，所以调节范围较小．（2）滑动变阻器的分压接法该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围为U ≥U 用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大．电流调节范围为E R 用≥I 用≥0.师：现在，请大家思考《导与练》第十页的例题3师：在讲解的过程中提出：在本实验中，我们要求电压从0V开始变化，所以我们选用的是滑动变阻器的分压接法。

8.4伏安特性曲线

新课标高三一轮复习精品学案第八章第4讲第八章恒定电流第四讲描绘小灯泡的伏安特性曲线【重点知识精讲】描绘小灯泡的伏安特性曲线实验由于要求小灯泡两端电压从零开始逐渐增大，所以必须采用分压电路；小灯泡的电阻一般只有几欧姆，所以采用电流表外接。

与描绘小灯泡的伏安特性曲线实验类似的是研究元件的伏安特性曲线，凡是要求画出两端电压从零开始的伏安特性曲线都必须采用分压电路。

典型考法典例1（2012·四川理综）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω；电压表V，量程3V，内阻r v=9kΩ；标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干。

①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为________________Ω。

②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是_________________V。

③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。

请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。

【答案】：①5 ②4 ③实验电路图如图。

【解析】：①电压表的示数为2.30V ，此时小灯泡L 的电阻R=U/I=5Ω。

②如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，电压表中电流为mA ，加13在L 上的电压值是3V+mA ×3k Ω=4V。

13③题目要求在乙同学的基础上利用所供器材，补画出实验电路图，可将电压表串联标准电阻R 2，量程扩大为4V 。

将电流表A 2并联标准电阻R 1，量程扩大为0.72A 。

物理一轮复习第八章恒定电流实验8描绘小灯泡的伏安特性曲线学案

实验8 描绘小灯泡的伏安特性曲线1。

实验原理（1）测多组小灯泡的U、I的值，并绘出I—U图象;（2）由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.2.实验器材小灯泡“3。

8 V，0。

3 A"、电压表“0～3 V～15 V"、电流表“0～0。

6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.3.实验步骤（1）画出电路图(如图甲所示）.甲乙（2）将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路。

（3）测量与记录.移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中.（4)数据处理.①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系.②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.③将描出的点用平滑的曲线连接起来,得到小灯泡的伏安特性曲线。

4.实验器材选取（1）原则：①安全；②精确；③操作方便。

（2)具体要求。

①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过0.6 A.②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。

④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的13以上.⑤从便于操作的角度来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器.5。

注意事项(1）电路的连接方式。

①电流表应采用外接法：因为小灯泡（3.8 V,0.3 A）的电阻很小，与量程为0。

6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大。

②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。

（2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小灯泡分得电压为0的一端,使开关闭合时小灯泡的电压能从0开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝.（3）I—U图线在U0＝1。

0 V左右将发生明显弯曲，故在U ＝1。

高三物理一轮复习第八章第4单元实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线学案(选修3-1)

第八章第4单元实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线【学习目标】1.会用实验描绘小电珠的伏安特性曲线,掌握科学测量的主要步骤。

2.学会科学处理实验数据的方法，会分析伏安特性曲线的变化规律。

【自主学习】一、实验目的(1)描绘小电珠的伏安特性曲线。

(2)分析伏安特性曲线的变化规律。

二、实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U －I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。

三、实验器材小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(0～3 V～15 V)与电流表(0～0.6 A～3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。

四、伏安法测电阻1．电流表的内接法和外接法的比较(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表___接法；若Rx较大，宜采用电流表____接法。

简单概括为“大内偏大，小外偏小”。

(2)临界值计算法：Rx<RVRA时，用电流表外接法；Rx>RVRA时，用电流表内接法。

(3)实验试探法：按图实－5－5所示接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表___接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表___接法。

图实－5－5五、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1．两种接法比较内容方式R ＋R0≤I≤R 能。

2．两种接法的选择(1)选择不同接法的原则⎩⎪⎨⎪⎧安全性原则⎩⎪⎨⎪⎧不超量程在允许通过的最大电流以内电表、电源不接反方便性原则⎩⎪⎨⎪⎧ 便于调节便于读数经济性原则：损耗能量最小(2)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。

2019高考物理一轮复习第八章恒定电流第4讲描绘小电珠的伏安特性曲线学案

第4讲描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的1．掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式．2．掌握伏安特性曲线的描绘方法．3．理解小电珠的伏安特性曲线为什么是曲线．二、实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．三、实验器材小电珠“3.8 V 0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．四、实验步骤1．画出电路图(如实验原理图所示)．2．将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示的电路．3．测量与记录：移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．4．数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．对电路设计和实验原理的考查[学生用书P158]一、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的比较1．限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压，分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压． 2．要求电压从0开始逐渐增大，采取分压式接法．【典题例析】有一个小电珠上标有“4 V ，2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的I －U 图线，现有下列器材供选用：A.电压表(0～5 V ，内阻10 k Ω)B.电压表(0～15 V ，内阻20 k Ω)C.电流表(0～3 A ，内阻0.4 Ω)D.电流表(0～0.6 A ，内阻1.0 Ω) E ．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F ．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G ．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)(3)把图丙中所示的实验器材按图甲用笔画线代替导线连接成实物电路图．[解析] (1)由于测量数据要从零开始，故采用题图甲所示的分压式电路，且能方便地多测几组数据．(2)因小电珠额定电压为4 V ，则电压表选量程为0～5 V 的电压表A.小电珠的额定电流为I ＝P U ＝24A ＝0.5A ，则电流表选D.滑动变阻器应选最大阻值较小的E ，这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化，从而减小读数误差．(3)电路图如图所示．[答案] (1)描绘电珠的I －U 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据 (2)A D E (3)见解析图1.(2018·广西柳州高级中学模拟)在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，已知待测小灯泡的额定电压为6 V ，额定功率约为3 W ，提供的器材有：电流表A ：量程为0.6 A ，内阻约为0.5 Ω；电压表V ：量程为3 V ，内阻为3 k Ω；滑动变阻器R 1(0～10 Ω，2 A) 滑动变阻器R 2(0～500 Ω，1 A) 定值电阻R 3＝1 k Ω；定值电阻R 4＝3 k Ω；电源：电动势为9 V ，内阻约为0.1 Ω；开关一个，导线若干．(1)实验中，应该选用的滑动变阻器是________，定值电阻是 ________(填仪器的字母代号)． (2)根据所给的器材，在虚线框中画出实验电路图．解析：(1)R 4串联组成新的电压表，使电压表量程扩大至6 V ；电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，灯泡正常发光时电阻约为R ＝U 2P ＝623Ω＝12 Ω，电流表内阻约为0.5 Ω，电压表内阻为6 k Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，因电源内阻约为0.5 Ω，滑动变阻器应选择阻值较小的R 1.(2)实验电路图如图所示．答案：(1)R 1 R 4 (2)见解析对数据处理和误差分析的考查[学生用书P159]误差分析(1)系统误差：由于电压表、电流表不是理想电表，电表内电阻对电路的影响带来的误差． (2)偶然误差①电压表、电流表的读数带来的误差．②在坐标纸上描点、作图带来的误差．【典题例析】(2017·高考全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表A(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．(结果均保留2位小数)[解析] (1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表V应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接．(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E′0(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为P min＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为P max＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W.[答案] (1)实验电路原理图如图所示(2)增大增大(3)0.39 1.172.(2016·高考天津卷)某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表V1(量程0～3 V，内阻等于3 kΩ)电压表V2(量程0～15 V，内阻等于15 kΩ)电流表A1(量程0～200 mA，内阻等于10 Ω)电流表A2(量程0～3 A，内阻等于0.1 Ω)滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流2 A)滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 Ω)定值电阻R4(阻值等于10 Ω)定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)电源E(E＝6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．Ｋ(2)该同学描绘出的I－U图象应是下图中的________．解析：(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验时，需要设计成滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器应选择与小灯泡阻值相接近的R1.给出的元件电压表V1量程小于小灯泡的额定电压，电压表V2量程又太大，因此需要将电压表V1串联一个1 kΩ的定值电阻R5，改装成最大量程为4 V的电压表．给出的元件电流表A1量程小于小灯泡的额定电流，电流表A2量程又太大，因此需要将电流表A1并联一个10 Ω的定值电阻R4，改装成最大量程为400 mA的电流表．(2)由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡的I－U图象应是B.答案：(1)如图所示(2)B创新实验[学生用书P160]以课本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥于教材，体现开放性、探究性等特点．1．以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系．2．实验对象的变迁3．数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理．【典题例析】(2016·高考江苏卷)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大．实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S1，先将开关S2与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关S2与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，….(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________． A ．量程0～100 mA ，内阻约2 Ω B ．量程0～0.6 A ，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a ”“b ”“c ”，正确的操作顺序是________．①将旋钮a 由“0”旋转至“1” ②将旋钮b 由“9”旋转至“0” ③将旋钮c 由“9”旋转至“0” (3)实验记录的t 和R 的数据见下表：由图线求得R 随t 的变化关系为R ＝________Ω.[解析] (1)电路中的最大电流可能为I ＝1.510A ＝150 mA ，因此选用A.(2)要将电阻箱的电阻值由9.9 Ω调为10.0 Ω，应先将a 旋钮由“0”旋转至“1”，再将c 由“9”旋转至“0”，再将b 由“9”旋转至“0”，因此顺序为①③②(或①②③)．(3)由作出的图线可知，电阻R 与时间t 的关系为R ＝8.8＋12－8.880t (Ω)＝8.8＋0.04t (Ω)． [答案] (1)A (2)①③②(或①②③) (3)如图所示 0．04t ＋8.8(0.04t ＋8.6～0.04t ＋9.0都算对)3.(2018·石家庄模拟)为了探究某电阻R t在不同温度下的阻值，某同学设计了如图甲所示的电路，其中A为内阻不计、量程为3 mA的电流表，E1为电动势为1.5 V、内阻约为1 Ω的电源，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，S为单刀双掷开关．(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个：R A(0～150 Ω)，R B(0～500 Ω)，本实验中滑动变阻器R1应选用________(选填“R A”或“R B”)．(2)完成下面实验步骤：①调节温度，使R t的温度达到t1；②将S拨向接点1，调节________，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；③将S拨向接点2，调节________，使电流表的读数仍为I，记下此时电阻箱的读数R0，则当温度为t1时，电阻R t＝________；④改变R t的温度，重复步骤②③，即可测得电阻R t的阻值随温度变化的规律．(3)现测得电阻R t随温度t变化的图象如图乙所示．把该电阻与电动势为3.0 V、内阻不计的电源E2，量程为3.0 V的理想电压表V(图中未画出)和电阻箱R2连成如图丙所示的电路，用该电阻做测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”．若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大，则应在原理图丙中________(选填“a、b”或“b、c”)两点接入电压表．如果电阻箱阻值R2＝75 Ω，则电压表刻度盘2.0 V处对应的温度数值为________℃.解析：(1)由电源的电动势为1.5 V，电流表量程为3 mA可知，达到满偏时，电路总电阻约为500 Ω，故滑动变阻器选择R B.(2)实验中选用替代法测量电阻，第二步中，先将S拨向接点1，调节滑动变阻器R1，记录电流表读数I；然后将S拨向接点2，调节电阻箱R2，使电流表读数仍为I，此时电阻箱的读数即为待测电阻的阻值，即R t＝R0.(3)由于电阻R t随温度升高而增大，由闭合电路欧姆定律可知其两端电压也增大，所以电压表与之并联，即电压表接在b 、c 两点．根据题图乙中图象可得R t ＝(100＋t )Ω，由串联分压规律可得电压表示数为2.0 V 时，R t ＝150 Ω，解得t ＝50(℃)．答案：(1)R B (2)②R 1 ③R 2 R 0 (3)b 、c 50,[学生用书P161])1．(2015·高考浙江卷)图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．甲乙 (1)根据图甲画出实验电路图；(2)③、④所示，电流表量程为0.6 A ，电压表量程为 3 V ．所示读数为：①________、②________、③________、④________．两组数据得到的电阻分别为________和________．解析：(1)实验电路图如图所示．(2)电流表量程为0.6 A ，每一小格代表0.02 A ，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3 V ，每一小格代表0.1 V ，读数时估读到精度的下一位．读数分别为：①0.10 A 、②0.24 A 、③2.00 V 、④0.27 V ．应用R ＝UI求电阻时，电流为0.10 A 时对应的电压为0.27 V ；电流为0.24 A 时对应的电压为2.00 V ，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.答案： (1)如解析图所示(2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V2．7(±0.1) Ω 8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω 2．7(±0.1) Ω也行]2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V ，1.5 W ”的小灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A．直流电源3 V(内阻可不计)B．直流电流表0～600 mA(内阻约为0.5 Ω)C．直流电压表0～3 V(内阻约3 kΩ)D．滑动变阻器(10 Ω，1 A)E．滑动变阻器(1 kΩ，300 mA)F．开关、导线若干(1)本实验中滑动变阻器应选用________(选填“D”或“E”)．(2)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图甲所示的坐标纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线．(3)如图乙所示，将两个这样的小灯泡并联后再与阻值为5 Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4 V 的电路中，每个小灯泡的实际功率为________W.解析：(1)实验中需测量多组数据，滑动变阻器用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器用阻值较小的，故选D.(2)描点画图，如图所示．(3)设小灯泡两端的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律得：U0＝U＋2IR0，所以U＝－2R0I＋U0，代入数据得U＝－10I＋4，在小灯泡的伏安特性曲线同一坐标系上画出该直线，其交点(1.0，0.3)即为小灯泡的实际电压、电流值，可得小灯泡消耗的实际功率P＝UI＝0.3 W.答案：(1)D (2)见解析图(3)0.33．(2018·长兴中学模拟)小明做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值是“2.5 V，0.3 A”，不考虑电压表分流引起的误差，请完成如下小题：(1)为初步了解小灯泡的电阻值，小明使用多用电表的欧姆挡按正确测量步骤进行测量，根据图甲所示，小灯泡阻值为________Ω.(2)为进一步探究小灯泡伏安特性，小明连接了如图乙所示实物图，请在图中补上一根导线，使实验能够正常进行．(3)按要求操作得到数据如表所示，第7组中电压表示数如图丙所示，则U＝________V；判断U＝0、I＝0时的小灯泡电阻值为________Ω，试分析此电阻值远小于(1)中阻值的原因________________________________________________________________________.解析：(1)采用“×1”倍率，所以读数为6 Ω.(2)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要多组数据，所以滑动变阻器应采用分压接法，如图所示．(3)电压表采用0～3 V挡，分度值为0.1 V，故读数为0.30 V，U＝0、I＝0时温度接近2、3组的温度，故应为 1.3 Ω，远小于(1)中的测量值是因为用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大，小灯泡已有发光，灯丝温度升高，电阻较冷灯丝时大的多．答案：(1)6 (2)如解析图所示(3)0.30 1.3 用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大，小灯泡已有发光，灯丝温度升高，电阻较冷灯丝时大的多4．某学习小组拟研究一个标有“3.6 V，1.8 W”的小电珠的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：①电流表A，量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω；②电压表V，量程0～15 V，内阻约为15 kΩ；③滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；④学生电源E，电动势为4 V，内阻不计；⑤开关S及导线若干．(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量，请按照图甲所示的电路图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来．(2)甲同学在实验中发现，由于电压表的量程较大而造成读数误差很大，因而影响了测量结果．于是又从实验室找来一量程为I g＝100 μA、内阻R g＝1 000 Ω的灵敏电流计，想把该灵敏电流计改装成量程为5 V的电压表，则需串联一个阻值为________Ω的电阻．(3)甲同学用改装后的电压表进行实验，得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如表所示：12(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中，则该小电珠消耗的电功率约为________W．已知电源的电动势为E′＝3.0 V，内阻r＝1.5 Ω，定值电阻R0＝4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)解析：(1)如图所示．(2)设需要串联的电阻阻值为R x，则有I g(R g＋R x)＝5 V，代入数据可得R x＝49 000 Ω.(4)将定值电阻R0看做该电源的内阻的一部分，则内阻r′＝6 Ω，由此可得路端电压U＝E′－Ir′，在I1－I2图线所在坐标纸上作出该I－U图象如图所示，可知其交点坐标表示的电流约为0.32 A，电压约为1.1 V，所以该小电珠消耗的功率约为P＝0.32×1.1 W≈0.35 W.答案：(1)见解析图(2)49 000 (3)如图所示(4)0.35。

高考物理一轮复习描绘小灯泡的伏安特性曲线教学案

描绘小灯泡的伏安特性曲线2．实验原理：用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组（U ，I ）值，在U – I 坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器采用式：使电压能从零开始连续变化． 3．实验器材：小电珠（3.8 V 0.3 A ）或（2.5 V 0.6 A ）一个、电压表（0 ～3 V ～ 15 V ）与电流表（0 ～0.6 A ～ 3 A ）各一个、滑动变阻器（最大阻值20 Ω）一个、学生低压直流电源（或电池组）、开关一个、导线若干、、铅笔． 4．实验步骤：⑴ 确定电流表、电压表的量程，采用电流表接法，滑动变阻器采用式接法，按图中的原理图连接好实验电路．⑵ 把滑动变阻器的滑片调节到图中最端，接线经检查无误后，闭合开关S ．⑶ 移动滑动变阻器滑片位置，测出12组左右不同的电压值U 和电流值I ，并将测量数据填入表格中，5．数据处理：⑴ 在坐标纸上以U 为横轴，以I 为纵轴，建立坐标系． ⑵ 在坐标纸上描出各组数据所对应的点（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）．⑶ 将描出的点用的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．6．误差分析：由于电压表、电流表不是理想电表，电表对电路的影响会带来误差；电流表、电压表的带来误差，要严格按照读数规则读数；在坐标纸上描点、作图带来误差． 7．注意事项：⑴ 电路的连接方式：① 电流表应采用接法：因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A 的电流表串联时，电流表的影响很大．② 滑动变阻器应采用式连接：目的是使小电珠两端的电压能从开始变化． ⑵ 闭合开关S 前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．⑶ I – U 图线在U 0 = 1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U = 1.0 V 左右绘点要密，以防出现较大误差．⑷ 电流表选择0.6 A 量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即使用的若是“3.8 V 0.3 A”的小电珠，选用电压表的15 V 量程；若使用“2.5 V 0.6 A”的小电珠，则选用电压表的3 V 量程． ⑸ 当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录I 后马上断开开头． U 图线应是平滑曲线而非折线． 1．一只小灯泡，标有“3 V，1.5 W”的字样．现要描绘小灯泡0～3 V 的伏安特性曲线．实验器材有： A ．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器 B ．电动势为6 V 、内阻约为1.0 Ω的电源 C ．量程为0.6 A 、内阻约为1.0 Ω的电流表A 1 D ．量程为3 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表A 2 E ．量程为3 V 、内阻约为6 k Ω的电压表V 1 F ．量程为15 V 、内阻约为10 k Ω的电压表V 2 G ．开关、导线若干⑴ 电压表应选用________；电流表应选用________．（将选项代号的字母填在横线上） ⑵ 在该实验中，设计了如图所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是_______（将选项代号的字母填在横线上）． ⑶ 以下是该实验的操作步骤：A ．将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路；B ．调节滑动变阻器滑片的位置，保证闭合开关前使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大；C ．闭合开关，记下电压表、电流表的一组示数（U 1，I 1），移动滑动变阻器的滑片，每移动一次记下一组（U ，I ）值，共测出12组数据；D ．按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线．指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改：______________________________________ ______________________________________________________________________________2．有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I – U 图线，现有下列器材供选用：A ．电压表：0～5 V ，内阻10 k ΩB ．电压表：0～15 V ，内阻20 kΩC ．电流表：0～3 A ，内阻0.4 ΩD ．电流表：0～0.6 A ，内阻1 ΩE ．滑动变阻器：最大阻值为10 Ω，允许最大电流为2 AF ．滑动变阻器：最大阻值为500 Ω，允许最大电流为1 AG ．学生电源（直流6 V)、开关、导线若干⑴ 实验时，选用图甲而不选用图乙所示的电路图来完成实验，其理由是：____________________； ⑵ 实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．（用序号字母表示）〖考点1〗实物连线及数据处理【例1】一实验小组准备探究某种元件Q 的伏安特性曲线，他们设计了如图1甲所示的电路图．⑴ 请将图乙中的实物连线按电路图补充完整．⑵ 考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．⑶ 闭合开关S ，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能将电压表的示数调为零．原因可能是图中的________（选填“a ”、“b ”、“c ”、“d ”、“e”或“f ”）处接触不良．⑷ 实验测得表格中的7组数据．请在坐标纸上作出该元件的I – U 图线．⑸ 为了求元件Q 在I – U 图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I 、U ，由R = U /I 求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k ，由R = 1/k 求得．其中________（选填“甲”或“乙”）同学的方法正确．【变式跟踪1】物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W ，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后号根据公式计算出该灯泡的额定电压U = PR = 2×0.75 V = 1.22 V ．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘灯泡的U - I 图线，进而分析灯泡的额定电压．A ．电压表V （量程3 V ，内阻约3 k Ω）B ．电流表A 1（量程150 mA ，内阻约2 Ω）C ．电流表A 2（量程500 mA ，内阻约0.6 Ω）D ．滑动变阻器R 1（0～20 Ω）E ．滑动变阻器R 2（0～100 Ω）F ．电源E （电动势4.0 V ，内阻不计）G ．开关S 和导线若干 H ．待测灯泡L （额定功率0.75 W ，额定电压未知） ⑴ 在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________（填“A 1”或“A 2”）；滑动变阻器选择________（填“R 1”或“R 2”）．⑵ 在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V 时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V 时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在表格中：请你根据实验数据在坐标图中作出灯泡的U – I 图线．⑶ 由图象得出该灯泡的额定电压应为______V ；这一结果大于1.23 V ，其原因是_______________．〖考点2〗实验原理及其操作【例2】图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V ．⑴ 完成下列实验步骤：① 闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，________；② 闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，________；③断开开关，……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．⑵ 在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．【变式跟踪2】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V，2.5 W”的小灯泡，导线和开关外，还有：A ．直流电源：电动势约为5 V ，内阻可不计B ．直流电流表：量程0～3 A ，内阻约为0.1 ΩC ．直流电流表：量程0～600 mA ，内阻约为5 ΩD ．直流电压表：量程0～15 V ，内阻约为15 k ΩE ．直流电压表：量程0～5 V ，内阻约为10 k ΩF ．滑动变阻器： 10 Ω，2 AG ．滑动变阻器：1 k Ω 0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．⑴ 实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用_______ ⑵ 请按要求将图中所示的器材连成实验电路．⑶ 某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中，其中电源电动势E = 6 V ，内阻r = 1 Ω，定值电阻R = 9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W ．（结果保留两位有效数字）〖考点3〗电路设计及电表的灵活选取【例3】已知一个标有“2.4 V，0.06 A”字样的电学元件的R – U 特性如图所示．某同学想利用下列可供选择的实验器材，设计一个电路验证该元件的电阻R 随电压U 变化的图象．可供选择的器材有：电流表A 1：量程100 mA ，内阻约2 Ω 电流表A 2：量程0.3 A ，内阻约0.3 Ω 电压表V 1：量程1 V ，内阻500 Ω 电压表V 2：量程15 V ，内阻1 k Ω 定值电阻R 1：电阻为1 k Ω 定值电阻R 2：电阻为10 k Ω滑动变阻器R 0：0～10 Ω，2 A 电池E ：电动势为3 V ，内阻很小导线若干和开关S 一个⑴ 利用实验电路测量时，该同学为了提高准确度，测量了多组数据．他在实验中应选用电流表________，电压表________，定值电阻________（填所选器材的符号）； ⑵ 在方框内画出该同学的实验电路图；⑶ 在实验过程中，元件正常工作时电压表的示数应为________ V ．【变式跟踪3】在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S = 0.20 mm 2的金属丝a 、b 、c 的电阻率，采用如图所示的实验电路，M 为金属丝c 的左端点，O 为金属丝a 的右端点，P 是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I = 1.25 A ，电压表读数随间距离的变化如表：⑴ 绘出电压表读数随间距离x 的变化图线；⑵ 求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．L 的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L ，规格“4.0 V,0.7 A” 电流表A 1，量程3 A ，内阻约为0.1 Ω电流表A 2，量程0.6 A ，内阻r 2 = 0.2 Ω 电压表V ，量程3 V ，内阻r V = 9 k Ω 标准电阻R 1，阻值1 Ω 标准电阻R 2，阻值3 k Ω滑动变阻器R ，阻值范围0～10 Ω 学生电源E ，电动势6 V ，内阻不计开关S 及导线若干⑴ 甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L 的电流为0.46 A 时，电压表的示数如图2所示，此时L 的电阻为________Ω；⑵ 乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L 上的电压值是 ________ V ；⑶ 学习小组认为要想更准确地描绘出L 完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．【预测1】在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6 V 的电源，额定电压为2.5 V 的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开头和导线．要求能测出尽可能多组数据．如下图是没有连接完整的实物电路．（已连接好的导线有a 、b 、c 、d 、e 、f 六根） ⑴ 请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；⑵ 连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P ，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是________；⑶ 排除故障后闭合开关，移动滑片P 到某处，电压表的示数为2.2 V ，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P 向________端滑动（填“左”“右”）；⑷ 通过移动滑片P ，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U –I 图象．根据U – I 图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率约为________W ；⑸ 图线是曲线而不是过原点的直线，原因是______________________________________________． 2．【2011·重庆】在测量小灯泡伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示．电源内阻不计，导线连接良好．若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S ，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a ．灯L 不亮；电流表示数几乎为零b ．灯L 亮度增加；电流表示数增大c ．灯L 开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d ．灯L 不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述a 、b 、c 、d 四种现象对应的电路序号为 _________A ．③①②④B ．③④②①C ．③①④②D ．②①④③【预测2】额定电压均为220 V 的白炽灯L 1和L 2的U －I 特性曲线如图甲所示，现将和L 2完全相同的L 3与L 1和L 2一起按如图乙所示电路接入220 V 电路中，则下列说法正确的是A ．L 2的额定功率为99 WB ．L 2的实际功率为17 WC ．L 3的实际功率比L 3的实际功率小17 WD ．L 2的实际功率比L 3的实际功率小82 W1．某同学要描绘一小灯泡（3V ，1.5W ）的伏安特性曲性，他设计了如图甲所示的电路，其中电源电动势为4V ，电压表有两个量程． ⑴ 请帮助该同学将连线补充完整； ⑵ 实验中某次电压表示为2.5V ，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的实际功率为___________W ．2．某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中： ⑴ 在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量．（填选项前的字母）A ．直流电压10VB ．直流电流5mAC ．欧姆× 100D ．欧姆× 1⑵ 该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R 为滑动变阻器（阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A ），L 为待测小电珠，V 为电压表（量程6V ，内阻20k Ω），A 为电流表（量程0.6A ，内阻1Ω），E 为电源（电动势8V ，内阻不计），S 为开关．① 在实验过程中，开关S 闭合前，滑动变阻器的滑片P 应置于最_ 端；（填“左”或“右”） ② 在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S 后，无论如何调节滑片P ，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线） ③ 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________．（填“不变”、“增大”或“减小”）3．有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.,有下列器材供选用：A ．电压表：0 - 5V 内阻约为10k ΩB ．电压表：0 - 10V 内阻约为20k ΩC ．电流表：0 - 0.3 A 内阻约为1ΩD ．电流表：0 - 0.6A 内阻约为0.4ΩE ．滑动变阻器：10Ω 2AF ．学生电源（直流6V ）开关、导线若干 ⑴ 实验中所用电压表应选用__ _，电流表应选用 _ __（用对应的选项字母表示）； ⑵ 实验时要求尽量减小实验误差,测量电压时应从零开始多取几组数据，请将图甲中实物连接成满足实验要求的测量电路．⑶ 某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图乙所示），若用电动势为3 V 、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W ．4．如图所示为实验得到的小灯泡灯丝电阻的U - I 关系曲线图．⑴ 在框中画出实验电路图（根据该电路图可得到U – I 关系的完整曲线），可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑线变阻器（变化范围～50Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干； ⑵ 如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V ，内电阻为1.5 Ω，定值电阻R = 18 Ω，则接入________（选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些；在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为______W ；若将电路乙中的电阻R 替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为_____W ．参考答案：2．分压 3．坐标纸4．外分压左 5．平滑6．内阻读数操作7．外分压分压零连续零1．答案：⑴ E C ⑵ C ⑶ 步骤B 不妥，闭合开关前应使滑动变阻器与小灯泡并联部分的阻值为零；步骤D 有错，应为按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来．解析：⑴ 因为小灯泡的额定电压为3 V ，故电压表选E ；小灯泡的额定电流I = P /U = 1.5/3A = 0.5 A ，故电流表选C ．⑵ 小灯泡在额定电压下的电阻R = U /I = 6 Ω，由于R V /R > R /R A ，故电流表外接．描绘伏安特性曲线时，电压从零开始，需用滑动变阻器的分压式接法，选C ．2．答案：⑴ 描绘灯泡的I – U 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据 ⑵ A D E解析：⑴ 因实验目的是描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用甲图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．⑵ 因小灯泡额定电压为4 V ，0～15 V 的量程太大，读数误差大，所以电压表选0～5 V 的A ；小灯泡的额定电流I = 0.5 A ，则电流表只能选D ；滑动变阻器F 的最大阻值远大于小灯泡电阻8 Ω，调节不方便，故应选滑动变阻器E ；又因R V R A > R 2x ，所以电流表应外接．例1答案：⑴ 如图所示⑵ 小于 ⑶ f⑷ 如图所示 ⑸ 甲解析：⑴ 由电路图可知，电流表为外接法，滑动变阻器为分压式接法．⑵由电流表外接的特点可知，该元件的测量值小于其真实值．⑶ 当图中的f 处接触不良时，控制电路由分压式变为限流式，故无法将电压表的示数调为零．⑷ 根据表中的数据，先描点，再利用平滑的曲线连接起来．⑸ I – U 图线上切线（即斜率）可反映电阻的大小，但不能用来计算电阻的大小，而R = U /I 则可以用来计算电阻的大小．变式1 答案：⑴ 电路原理图如图所示 A 2 R 1⑵ 见解析图⑶ 2.5（2.4～2.6）灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻（或灯泡电阻随温度升高而变大）解析：⑴ 根据P = I 2R ，估算灯泡的电流大约是600 mA ，因此电流表应选A 2；本实验要描绘出灯泡的U – I 图线，需要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R 1；小灯泡电阻不大，电流表应外接；⑵ 如图所示；⑶ 由P = UI= 0.75 W ，再结合图象可知U 额 = 2.5 V ；大于1.23 V 的原因是由于灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻．例2 答案：⑴ ① 使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 ② 增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压 ⑵ 如解析图所示．解析：⑴ 滑动变阻器为分压式接法，故闭合开关前，灯泡两端的电压为零，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近滑动变阻器左端的接线柱．闭合开关后，逐渐移动滑动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压．⑵ 与实物电路相应的电路图如图所示．变式2答案：⑴ C E F ⑵ 见解析图 ⑶ 0.84（0.81～0.87皆可）解析：⑴ 由灯泡标识（5 V ，2.5 W ）知，I = P /U = 0.5 A ，因此电流表选C ，电压表选E ，由于电路接成分压式，滑动变阻器选F ．⑵ 如图所示．⑶ 把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为I max = E /(R + r ) = 0.6 A ，在题图中的U – I 图中，作出此电源的U - I图线如图中虚线所示．两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知U = 2.2 V ，I = 0.38 A ，所以P = UI = 2.2×0.38 W = 0.84 W ．例3答案：⑴ A 1 V 1 R 1 ⑵ 如解析图所示 ⑶ 0.8解析：分析R - U 特性可知，该元件的最大电流为I = U /R = 2.4/40 A = 0.06 A = 60 mA ，故应选电流表A 1；电压最大值为2.4 V ，V 1量程太小，而V 2量程太大，将V 1与定值电阻R 1串联，当V 1（内阻500 Ω）为1 V 时，R 1两端电压为2 V ，二者串联可等效为一个量程为3 V 的电压表，满足量程需求．电压要求从0开始调节，故滑动变阻器连接采用分压法．R max 2< R A R V ，因此电流表采用外接法．元件正常工作时，两端电压为2.4 V ，U RV1 = UR V1/(R V1 + R 1) = U /3 = 0.8 V ．变式3 答案：⑴ 见解析⑵ ρa = 1.04×10－6Ω·m（0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m）、ρb = 9.6×10－8Ω·m（8.5×10－8～1.10×10－7Ω·m）、ρc = 1.04×10－6Ω·m（0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m）金属丝a 与c 电阻率相同，远大于金属丝b 的电阻率．解析：⑴ 建立U －x 坐标系，进行描点、连线，得到图线如图所示． ⑵ 根据欧姆定律R = U /I ，又根据电阻定律R = ρl /S ，所以ρ = US /Il 由 ⑴ 中图线可知：从600 mm 到1000 mm 为金属丝a ，U a = (6.5- 3.9) V = 2.6 V ，ρa = 2.6×0.20×10－6/(1.25×1000 – 600×10－3) Ω·m = 1.04×10－6Ω·m；从1000 mm 到2000 mm 为金属丝b ，U b = (7.1 – 6.5) V = 0.6 V ，ρb = 0.6×0.20×10－6/(1.25×2000– 1000×10－3) Ω·m = 9.6×10－8Ω·m；从2000 mm 到2400 mm为金属丝c ，U c = (9.7 - 7.1) V = 2.6 V ，ρc = 2.6×0.20×10－6/(1.25×2400 – 2000×10－3) Ω·m＝1.04×10－6Ω·m．通过计算可知，金属丝a 和c 电阻率相同，远大于金属丝b 的1．答案：⑴ 5 ⑵ 4 ⑶ 如图所示解析：⑴ 由题图知电压表读数为2.30 V ，通过L 的电流为0.46 A ，由欧姆定律计算得小灯泡L 的电阻为5Ω．⑵ 标准电阻R 2 = 3 k Ω，是电压表内阻的三分之一，电压表两端电压为3 V 即满偏，故标准电阻R 2两端电压为1 V ，即小灯泡L 两端电压为4 V ．⑶ 考虑到电流表A 1量程太大，远远大于小灯泡的额定电流值，故选择更小量程的电流表A 2较好，由于A 2表量程小于灯泡的额定电流，故需要将电流表A 2进行扩容，故将标准电阻R 1与电流表A 2并联进行分流扩容．由于电流表和电压表内阻均已知，故扩容后的电流表采用内接法还是外接法均可．预测1答案：⑴连线如图所示 ⑵ c 段导线断路或灯泡损坏 ⑶ 右 ⑷ 0.5⑸小灯泡的电阻会随温度的升高而增大解析：⑴为方便电路调节，滑动变阻器应分压式接法；⑵小灯泡始终不亮，电流表几乎不偏转的故障现象表明小灯泡上没有电流流过，但电压表有示数，一定是c段导线断路或灯泡损坏；⑶滑片P 向右移动时，小灯泡上获得的电压升高，电压有可能从2.0 V升高到额定电压2.5 V；⑷从U－I图象上观察，额定电压是2.5 V时，电流约为0.2 A，额定功率约为0.5 W；⑸小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，图线是曲线而不是直线．2．A；图①中现象是总电阻减小，电流表示数增大，和灯泡并联的电阻增大，使得灯泡分得的电压增大，所以灯泡变亮应为b；图②中电流表、电压表和灯泡并联，开始时灯泡不亮，当滑头滑到一定位置时灯泡开始发光，电流表因电流增加得过大而烧坏，应为c；图③中由于电压表内阻太大，电灯不亮，电流表示数几乎为零，应为a；图④中电灯L不亮，在滑片滑动过程中，电流表因电流增加得过大而烧坏，应为d．预测2 ABD；由L2的伏安特性曲线得，在额定电压220 V时的电流为0.45 A，则L2的额定功率为P额 = U 额I额 = 99 W，所以选项A正确；图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220 V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1＝I2，U1＋U2＝220 V，由L1和L2的U–I 图线可知，I1＝I2＝0.25 A，U1＝152 V，U2＝68 V，故灯L2的实际功率P2＝I2U2＝17 W，故选项B正确；由于L3两端的电压为220 V，故P3 = P额 = 99 W，则P3–P2 = 82 W，故选项C错，D对，正确选项为A、B、D．1．答案：⑴连线如图所示⑵ 1.1解析：⑵电流表示数为0.44A，此时小灯泡的实际功率为P = UI =2.5×0.44W = 1.1W．2．答案：⑴ D ⑵①左② 1 5 ③增大解析：由于小电珠的电阻一般不太大，使用多用表直接测量小电珠的电阻则应选择×1档，选择D选项．对于分压电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于使小电珠电压为零处，即最左端．闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器左端与电源没有连接好．由描绘出的小电珠的伏安曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大．3．答案：⑴ A D ⑵如图所示⑶ 0.80解析：⑴由小灯泡规格可知，其正常工作时的电流为 0.5A，选择量程 0 –5V的电压表A，选择量程为 0 – 0.6A的电流表D；⑵设计成电流表外接的分压式电路；⑶在小灯泡伏安曲线图中作了电源的伏安曲线，两曲线的交点的纵横坐标和乘积即等于小灯泡的实际功率．4．答案：⑴如图所示⑵甲 0.15 0.28解析：由于要画出U－I关系的完整曲线，必须用分压接法画出实验电路图．分别在小灯泡灯丝电阻为U－I关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻为U－I关系曲线交点即为工作点，显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些．在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为P＝UI＝1×0.15W＝0.15W．若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为1.5节干电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线图上画出电源(电动势2.25V，内阻2.25Ω)的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I＝0.25A，此时电源内部的发热功率为P＝I2r＝0.252×4.5W＝0.28 W．。

高考物理一轮复习第八章恒定电流第4讲描绘小电珠的伏安特性曲线学案

第4讲描绘小电珠的伏安特性曲线一、实验目的1．掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式．2．掌握伏安特性曲线的描绘方法．3．理解小电珠的伏安特性曲线为什么是曲线．二、实验原理用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来．三、实验器材小电珠“3.8 V 0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．四、实验步骤1．画出电路图(如实验原理图所示)．2．将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示的电路．3．测量与记录：移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．4．数据处理(1)在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．对电路设计和实验原理的考查[学生用书P158]一、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的比较限流式接法分压式接法电路图负载R上电压的调节范围RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E负载R 上电流的调节范围ER ＋R 0≤I ≤E R0≤I ≤E R二、两种接法的选择1．限流式接法适合控制阻值较小的电阻的电压，分压式接法适合控制阻值较大的电阻的电压． 2．要求电压从0开始逐渐增大，采取分压式接法．【典题例析】有一个小电珠上标有“4 V ，2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的I －U 图线，现有下列器材供选用：A.电压表(0～5 V ，内阻10 k Ω)B.电压表(0～15 V ，内阻20 k Ω)C.电流表(0～3 A ，内阻0.4 Ω)D.电流表(0～0.6 A ，内阻1.0 Ω) E ．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F ．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G ．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)(3)把图丙中所示的实验器材按图甲用笔画线代替导线连接成实物电路图．[解析] (1)由于测量数据要从零开始，故采用题图甲所示的分压式电路，且能方便地多测几组数据．(2)因小电珠额定电压为4 V ，则电压表选量程为0～5 V 的电压表A.小电珠的额定电流为I ＝P U ＝24A ＝0.5A ，则电流表选D.滑动变阻器应选最大阻值较小的E ，这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化，从而减小读数误差．(3)电路图如图所示．[答案] (1)描绘电珠的I －U 图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据 (2)A D E (3)见解析图1.(2018·广西柳州高级中学模拟)在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，已知待测小灯泡的额定电压为6 V ，额定功率约为3 W ，提供的器材有：电流表A ：量程为0.6 A ，内阻约为0.5 Ω；电压表V ：量程为3 V ，内阻为3 k Ω；滑动变阻器R 1(0～10 Ω，2 A) 滑动变阻器R 2(0～500 Ω，1 A) 定值电阻R 3＝1 k Ω；定值电阻R 4＝3 k Ω；电源：电动势为9 V ，内阻约为0.1 Ω；开关一个，导线若干．(1)实验中，应该选用的滑动变阻器是________，定值电阻是 ________(填仪器的字母代号)． (2)根据所给的器材，在虚线框中画出实验电路图．解析：(1)灯泡额定电压为6 V ，电压表量程为3 V ，需要把电压表与定值电阻R 4串联组成新的电压表，使电压表量程扩大至6 V ；电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，灯泡正常发光时电阻约为R ＝U 2P ＝623Ω＝12 Ω，电流表内阻约为0.5 Ω，电压表内阻为6 k Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，因电源内阻约为0.5 Ω，滑动变阻器应选择阻值较小的R 1.(2)实验电路图如图所示．答案：(1)R 1 R 4 (2)见解析对数据处理和误差分析的考查[学生用书P159]误差分析(1)系统误差：由于电压表、电流表不是理想电表，电表内电阻对电路的影响带来的误差． (2)偶然误差①电压表、电流表的读数带来的误差．②在坐标纸上描点、作图带来的误差．【典题例析】(2017·高考全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表A(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．(结果均保留2位小数)[解析] (1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表V应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接．(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E′0(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为P min＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为P max＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W.[答案] (1)实验电路原理图如图所示(2)增大增大(3)0.39 1.172.(2016·高考天津卷)某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表V1(量程0～3 V，内阻等于3 kΩ)电压表V2(量程0～15 V，内阻等于15 kΩ)电流表A1(量程0～200 mA，内阻等于10 Ω)电流表A2(量程0～3 A，内阻等于0.1 Ω)滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流2 A)滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 Ω)定值电阻R4(阻值等于10 Ω)定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)电源E(E＝6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．Ｋ(2)该同学描绘出的I－U图象应是下图中的________．解析：(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验时，需要设计成滑动变阻器的分压接法，滑动变阻器应选择与小灯泡阻值相接近的R1.给出的元件电压表V1量程小于小灯泡的额定电压，电压表V2量程又太大，因此需要将电压表V1串联一个1 kΩ的定值电阻R5，改装成最大量程为4 V的电压表．给出的元件电流表A1量程小于小灯泡的额定电流，电流表A2量程又太大，因此需要将电流表A1并联一个10 Ω的定值电阻R4，改装成最大量程为400 mA的电流表．(2)由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以该同学绘出的小灯泡的I－U图象应是B.答案：(1)如图所示(2)B创新实验[学生用书P160]以课本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥于教材，体现开放性、探究性等特点．1．以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系．2．实验对象的变迁3．数据处理方式的改进采用“DIS”数字化实验系统进行实验数据的采集和处理．【典题例析】(2016·高考江苏卷)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大．实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S1，先将开关S2与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关S2与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，….(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________． A ．量程0～100 mA ，内阻约2 Ω B ．量程0～0.6 A ，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a ”“b ”“c ”，正确的操作顺序是________．①将旋钮a 由“0”旋转至“1” ②将旋钮b 由“9”旋转至“0” ③将旋钮c 由“9”旋转至“0” (3)实验记录的t 和R 的数据见下表：温度t (℃) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值R (Ω)9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在方格纸上作出R －t 图线．由图线求得R 随t 的变化关系为R ＝________Ω.[解析] (1)电路中的最大电流可能为I ＝1.510A ＝150 mA ，因此选用A.(2)要将电阻箱的电阻值由9.9 Ω调为10.0 Ω，应先将a 旋钮由“0”旋转至“1”，再将c 由“9”旋转至“0”，再将b 由“9”旋转至“0”，因此顺序为①③②(或①②③)．(3)由作出的图线可知，电阻R 与时间t 的关系为R ＝8.8＋12－8.880t (Ω)＝8.8＋0.04t (Ω)． [答案] (1)A (2)①③②(或①②③) (3)如图所示 0．04t ＋8.8(0.04t ＋8.6～0.04t ＋9.0都算对)3.(2018·石家庄模拟)为了探究某电阻R t在不同温度下的阻值，某同学设计了如图甲所示的电路，其中A为内阻不计、量程为3 mA的电流表，E1为电动势为1.5 V、内阻约为1 Ω的电源，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，S为单刀双掷开关．(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个：R A(0～150 Ω)，R B(0～500 Ω)，本实验中滑动变阻器R1应选用________(选填“R A”或“R B”)．(2)完成下面实验步骤：①调节温度，使R t的温度达到t1；②将S拨向接点1，调节________，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；③将S拨向接点2，调节________，使电流表的读数仍为I，记下此时电阻箱的读数R0，则当温度为t1时，电阻R t＝________；④改变R t的温度，重复步骤②③，即可测得电阻R t的阻值随温度变化的规律．(3)现测得电阻R t随温度t变化的图象如图乙所示．把该电阻与电动势为3.0 V、内阻不计的电源E2，量程为3.0 V的理想电压表V(图中未画出)和电阻箱R2连成如图丙所示的电路，用该电阻做测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”．若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大，则应在原理图丙中________(选填“a、b”或“b、c”)两点接入电压表．如果电阻箱阻值R2＝75 Ω，则电压表刻度盘2.0 V处对应的温度数值为________℃.解析：(1)由电源的电动势为1.5 V，电流表量程为3 mA可知，达到满偏时，电路总电阻约为500 Ω，故滑动变阻器选择R B.(2)实验中选用替代法测量电阻，第二步中，先将S拨向接点1，调节滑动变阻器R1，记录电流表读数I；然后将S拨向接点2，调节电阻箱R2，使电流表读数仍为I，此时电阻箱的读数即为待测电阻的阻值，即R t＝R0.(3)由于电阻R t随温度升高而增大，由闭合电路欧姆定律可知其两端电压也增大，所以电压表与之并联，即电压表接在b、c两点．根据题图乙中图象可得R t＝(100＋t)Ω，由串联分压规律可得电压表示数为2.0 V 时，R t＝150 Ω，解得t＝50(℃)．答案：(1)R B(2)②R1③R2R0(3)b、c50,[学生用书P161])1．(2015·高考浙江卷)图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．甲乙 (1)根据图甲画出实验电路图；(2)③、④所示，电流表量程为0.6 A ，电压表量程为 3 V ．所示读数为：①________、②________、③________、④________．两组数据得到的电阻分别为________和________．解析：(1)实验电路图如图所示．(2)电流表量程为0.6 A ，每一小格代表0.02 A ，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3 V ，每一小格代表0.1 V ，读数时估读到精度的下一位．读数分别为：①0.10 A 、②0.24 A 、③2.00 V 、④0.27 V ．应用R ＝UI求电阻时，电流为0.10 A 时对应的电压为0.27 V ；电流为0.24 A 时对应的电压为2.00 V ，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.答案： (1)如解析图所示(2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V2．7(±0.1) Ω 8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω 2．7(±0.1) Ω也行]2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V ，1.5 W ”的小灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A ．直流电源3 V(内阻可不计)B ．直流电流表0～600 mA(内阻约为0.5 Ω)C ．直流电压表0～3 V(内阻约3 k Ω)D ．滑动变阻器(10 Ω，1 A)E ．滑动变阻器(1 k Ω，300 mA)F ．开关、导线若干(1)本实验中滑动变阻器应选用________(选填“D”或“E”)．(2)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图甲所示的坐标纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线．U/V I/A000.50.171.00.301.50.392.00.452.50.49(3)如图乙所示，将两个这样的小灯泡并联后再与阻值为5 Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4 V 的电路中，每个小灯泡的实际功率为________W.解析：(1)实验中需测量多组数据，滑动变阻器用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器用阻值较小的，故选D.(2)描点画图，如图所示．(3)设小灯泡两端的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律得：U0＝U＋2IR0，所以U＝－2R0I＋U0，代入数据得U＝－10I＋4，在小灯泡的伏安特性曲线同一坐标系上画出该直线，其交点(1.0，0.3)即为小灯泡的实际电压、电流值，可得小灯泡消耗的实际功率P＝UI＝0.3 W.答案：(1)D (2)见解析图(3)0.33．(2018·长兴中学模拟)小明做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值是“2.5 V，0.3 A”，不考虑电压表分流引起的误差，请完成如下小题：(1)为初步了解小灯泡的电阻值，小明使用多用电表的欧姆挡按正确测量步骤进行测量，根据图甲所示，小灯泡阻值为________Ω.(2)为进一步探究小灯泡伏安特性，小明连接了如图乙所示实物图，请在图中补上一根导线，使实验能够正常进行．(3)按要求操作得到数据如表所示，第7组中电压表示数如图丙所示，则U＝________V；判断U＝0、I＝0时的小灯泡电阻值为________Ω，试分析此电阻值远小于(1)中阻值的原因________________________________________________________________________.1234567891011 I/A00.040.080.090.100.110.120.140.160.180.20U/V00.050.100.130.170.200.550.80 1.05 1.35R/Ω 1.3 1.3 1.4 1.7 1.8 3.9 5.0 5.8 6.8解析：(1)采用“×1”倍率，所以读数为6 Ω.(2)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要多组数据，所以滑动变阻器应采用分压接法，如图所示．(3)电压表采用0～3 V挡，分度值为0.1 V，故读数为0.30 V，U＝0、I＝0时温度接近2、3组的温度，故应为 1.3 Ω，远小于(1)中的测量值是因为用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大，小灯泡已有发光，灯丝温度升高，电阻较冷灯丝时大的多．答案：(1)6 (2)如解析图所示(3)0.30 1.3 用欧姆“×1”倍率挡测电阻时电流较大，小灯泡已有发光，灯丝温度升高，电阻较冷灯丝时大的多4．某学习小组拟研究一个标有“3.6 V，1.8 W”的小电珠的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：①电流表A，量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω；②电压表V，量程0～15 V，内阻约为15 kΩ；③滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；④学生电源E，电动势为4 V，内阻不计；⑤开关S及导线若干．(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量，请按照图甲所示的电路图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来．(2)甲同学在实验中发现，由于电压表的量程较大而造成读数误差很大，因而影响了测量结果．于是又从实验室找来一量程为I g＝100 μA、内阻R g＝1 000 Ω的灵敏电流计，想把该灵敏电流计改装成量程为5 V的电压表，则需串联一个阻值为________Ω的电阻．(3)甲同学用改装后的电压表进行实验，得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如表所示：I1(A)00.190.300.370.430.460.480.49I2(μA)01020304050607012(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中，则该小电珠消耗的电功率约为________W．已知电源的电动势为E′＝3.0 V，内阻r＝1.5 Ω，定值电阻R0＝4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)解析：(1)如图所示．(2)设需要串联的电阻阻值为R x，则有I g(R g＋R x)＝5 V，代入数据可得R x＝49 000 Ω.(4)将定值电阻R0看做该电源的内阻的一部分，则内阻r′＝6 Ω，由此可得路端电压U＝E′－Ir′，在I1－I2图线所在坐标纸上作出该I－U图象如图所示，可知其交点坐标表示的电流约为0.32 A，电压约为1.1 V，所以该小电珠消耗的功率约为P＝0.32×1.1 W≈0.35 W.答案：(1)见解析图(2)49 000 (3)如图所示(4)0.35。